純電動(dòng)和氫燃料電池有哪些優(yōu)劣勢(shì)？哪個(gè)更好？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-10 17:19
點(diǎn)擊量：次
吃進(jìn)去氫氣，排出來(lái)水的氫燃料電池，從環(huán)保的角度來(lái)看，幾乎完美無(wú)缺。在近年的沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)評(píng)選中，氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多次上榜：現(xiàn)代Nexo上的120kW氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)入選2019年沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)；本田Clarity的氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)入選2018年沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)。
氫燃料電池的原理并不復(fù)雜，在電池內(nèi)部陽(yáng)極和陰極分別加入氫氣和氧氣(空氣)，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)并放電，氫燃料電池轉(zhuǎn)移一個(gè)電子比鉛酸電池和鋰電池需要的質(zhì)量更小，用通俗的話來(lái)說(shuō)，就是氫氣的能量密度更大。
目前主流的幾種能源形式當(dāng)中，汽油能量密度大概是44MJ/kg，頂尖的三元鋰電池能量密度300Wh/kg，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一單位就是1.08MJ/kg，而氫氣的能量密度達(dá)到了143MJ/kg。
那么氫氣從何而來(lái)？如果未來(lái)氫能源汽車大規(guī)模推廣，制氫的成本居高不下，那還不是白搭？
這并不是一個(gè)大問(wèn)題。太陽(yáng)能、風(fēng)能等不穩(wěn)定能源，以及像夜晚谷時(shí)過(guò)剩的電量往往都會(huì)被浪費(fèi)，利用這些本會(huì)被浪費(fèi)的能源來(lái)制取氫氣會(huì)是一個(gè)極好的選擇，實(shí)際上，氫氣成為了一種存儲(chǔ)過(guò)剩電能的介質(zhì)，提升了能源的利用率。
同時(shí)氫燃料電池汽車還有一個(gè)純電動(dòng)車無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：和純電動(dòng)車動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間相比，氫燃料電池汽車加氫的速度要快上許多。以本田Clarity為例，只需要三分鐘就可以充滿儲(chǔ)氣罐，并且實(shí)現(xiàn)750km的續(xù)航。
既然氫燃料電池這么好，那么為什么現(xiàn)在沒(méi)有普及呢？這里我就要說(shuō)幾個(gè)限制氫燃料電池的掣肘了。
首先自然是安全性，氫氣是一種相當(dāng)危險(xiǎn)的氣體，氫氣爆炸極限是4.0%～75.6%（體積濃度），意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%～75.6%之間時(shí)，遇火源就會(huì)爆炸。
那么在氫氣的運(yùn)輸、包括最終的用車環(huán)節(jié)中，氫氣都是一個(gè)不安定的因素。在本田的Clarity上，不僅氣罐有著超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免氫氣泄露，為的就是保證安全。
并且氫氣作為一種氣體，想要大規(guī)模地運(yùn)輸、存儲(chǔ)并不容易。想和汽油一樣使用氣罐車運(yùn)輸，其運(yùn)輸壓力高達(dá)20-50Mpa。氫燃料電池車上想要存儲(chǔ)足夠的氫氣，也需要對(duì)儲(chǔ)氫罐進(jìn)行加壓，Clarity上的儲(chǔ)氫罐工作壓力高達(dá)70MPa。
即便不懂的人也能看出，這樣的儲(chǔ)氫罐成本必然不會(huì)太低。加上燃料電池內(nèi)各種貴金屬（譬如鉑，就是鉑金的鉑），氫燃料電池汽車的成本和售價(jià)一直處于高位。目前成本控制比較好的豐田Mirai，單車售價(jià)仍舊接近30萬(wàn)人民幣。
之所以會(huì)有人研究“水氫汽車”，就是為了規(guī)避氫氣運(yùn)輸、存儲(chǔ)時(shí)所會(huì)遇到的難點(diǎn)，在車上完成支取、使用等一系列動(dòng)作。
同時(shí)和電動(dòng)車充電樁相比，目前國(guó)內(nèi)充氫站的普及率算得上“慘不忍睹”。一方面是氫燃料電池汽車還沒(méi)有大規(guī)模投入使用；另一方面，由于成本、安全等因素，建設(shè)充氫站的成本也一直居高不下。
中信證券的研報(bào)顯示，建設(shè)一個(gè)充氫站的成本在1500萬(wàn)元左右，是充電站的三倍左右，其中很大一部分成本是設(shè)備成本。
純電動(dòng)汽車：傷不起的里程焦慮
和氫燃料電池相比，純電動(dòng)汽車的原理要簡(jiǎn)單很多。用一個(gè)不那么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋确?，現(xiàn)在路上開(kāi)的那些純電動(dòng)車，本質(zhì)上和我們小時(shí)候玩的電動(dòng)遙控車并沒(méi)有太大的區(qū)別。
這讓純電動(dòng)汽車的技術(shù)門(mén)檻并不是那么高，如今中國(guó)市場(chǎng)上，幾萬(wàn)塊的電動(dòng)汽車比比皆是。同時(shí)電池、電驅(qū)、電控技術(shù)的發(fā)展，讓純電動(dòng)車的續(xù)航里程一漲再漲。
以廣汽新能源的Aion S為例，這款15萬(wàn)元左右的純電動(dòng)轎車已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)NEDC工況下510km的續(xù)航里程。
但實(shí)話實(shí)說(shuō)，我覺(jué)得單純的長(zhǎng)續(xù)航并不能解決里程焦慮。我曾參加過(guò)一次電動(dòng)車的長(zhǎng)距離測(cè)試。當(dāng)電量減少，剩余里程迅速下降的時(shí)候，行車將會(huì)變成一種折磨，電量什么時(shí)候會(huì)徹底歸零，能否順利抵達(dá)下一個(gè)充電站都會(huì)讓人非常焦慮。
雖然如今電動(dòng)車可以通過(guò)快充來(lái)提升充電效率，但其實(shí)快充本身在大規(guī)模普及方面存在一定問(wèn)題。首先是長(zhǎng)時(shí)間或者頻繁快充將會(huì)導(dǎo)致電池組溫度升高，電池衰減也會(huì)快一些。
并且快充一般都是采用大功率直流充電方式，且不說(shuō)直流快充的成本問(wèn)題，未來(lái)電動(dòng)車大面積普及之后，在充電高峰期（比如說(shuō)工作日的夜晚），電網(wǎng)很難承受如此大的用電壓力。
同時(shí)，2019年以來(lái)包括蔚來(lái)、特斯拉在內(nèi)的多起電動(dòng)車自燃事故，讓電動(dòng)車的安全性問(wèn)題被推上了風(fēng)口浪尖。
不過(guò)和氫燃料電池汽車相比，純電動(dòng)汽車目前在售價(jià)以及充電樁的普及率上，都有著極大的優(yōu)勢(shì)。
